Aula_8_Biol_Bioq_Humana pdf

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Degradação de 
Lipídios e 
Proteínas
Profª Ana Montemezzo
Mestre em Biociências e Fisiopatologia
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O que são lipídeos?
Os lipídeos são biomoléculas orgânicas 
compostas principalmente por átomos de 
carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). 
Um ácido graxo é composto por uma longa 
cadeia de hidrocarbonetos (carbonos e 
hidrogênios) com um grupo carboxila (-COOH) 
em uma das extremidades.
Fonte da imagem: https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/classificacao-dos-lipidios.htm
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Eles não são definidos por uma 
estrutura química única, mas 
sim por uma característica física 
comum: a solubilidade.
Eles são moléculas hidrofóbicas
(apolares), insolúveis em água, 
mas altamente solúveis em 
solventes orgânicos (como éter, 
clorofórmio e benzeno).
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Glicerol
O glicerol é uma molécula de três carbonos 
que participa da estrutura dos triglicerídeos 
e dos fosfolipídeos.
No organismo humano, ele é liberado 
principalmente durante a lipólise no tecido 
adiposo. Em seguida, segue pelo sangue até 
o fígado, onde pode ser convertido em 
DHAP e participar da produção de energia 
ou da formação de glicose.
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Ácidos Graxos Saturados: Não possuem ligações 
duplas entre os carbonos.
Sua cadeia é relativamente reta, permitindo 
maior aproximação entre as moléculas. Por isso, 
as gorduras ricas nesses ácidos graxos tendem a 
ser sólidas em temperatura ambiente.
Exemplos: gordura presente em carnes, leite, 
manteiga e óleo de coco.
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Ácidos Graxos Insaturados: Possuem uma 
ou mais ligações duplas entre os carbonos.
As ligações duplas na configuração cis 
provocam dobras na cadeia, dificultando o 
agrupamento das moléculas. Por isso, os 
lipídios ricos nesses ácidos graxos tendem a 
ser líquidos em temperatura ambiente.
Exemplos: azeite de oliva, óleos vegetais e 
óleos de peixes.
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Imagem criada por Gemini IA
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Lipólise
Quando o organismo necessita de 
energia, especialmente durante 
jejum ou exercício prolongado, a 
diminuição da insulina e o 
aumento das catecolaminas 
favorecem a lipólise nos 
adipócitos.
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Hidrólise dos TAGs nas gotículas lipídicasNos adipócitos, os 
triglicerídeos ficam 
armazenados em 
gotículas lipídicas.
Durante a lipólise, as 
enzimas removem 
gradualmente os 
ácidos graxos.
Resultado: liberação 
de três ácidos graxos 
e uma molécula de 
glicerol.
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Durante a lipólise, os triglicerídeos armazenados no tecido adiposo são 
quebrados:
Os produtos seguem caminhos diferentes:
• Glicerol: entra na glicólise ou na gliconeogênese. 
• Ácidos graxos: sofrem β-oxidação. 
Triglicerídeo → 3 ácidos graxos + glicerol
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No citosol das células 
hepáticas, o glicerol recebe 
um grupo fosfato:
Enzima: glicerol-quinase
Nessa etapa:
• Ocorre consumo de 1 ATP; 
• O fosfato mantém a 
molécula dentro da célula; 
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O glicerol-3-fosfato é oxidado e 
transformado em di-hidroxiacetona-
fosfato (DHAP):
Enzima: glicerol-3-fosfato 
desidrogenase citosólica
Nessa reação:
• O glicerol-3-fosfato perde elétrons; 
• O NAD⁺ recebe esses elétrons; 
• Ocorre a formação de NADH, que 
pode contribuir para a produção 
de ATP na cadeia respiratória.
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A DHAP é convertida em 
gliceraldeído-3-fosfato:
Enzima: triose-fosfato 
isomerase
O gliceraldeído-3-fosfato é um 
intermediário da glicólise. 
Portanto, o glicerol entra na 
glicólise aproximadamente na 
metade da via, sem precisar 
passar pelas etapas iniciais 
utilizadas pela glicose.
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DHAP: o ponto de encontro metabólico
Glicerol como 
fonte de 
ENERGIA
Glicerol como 
fonte de 
GLICOSE
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Glicerol como fonte de energia
A di-hidroxiacetona-fosfato (DHAP) entra na glicólise:
Glicerol → glicerol-3-fosfato → DHAP → gliceraldeído-3-fosfato → piruvato
Na presença de oxigênio:
Piruvato → ace l-CoA → ciclo de Krebs → cadeia respiratória → ATP
A oxidação completa de um glicerol pode produzir aproximadamente 16,5 a 
18,5 ATP, dependendo da lançadeira utilizada para transportar os elétrons do 
NADH citosólico para a mitocôndria.
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DHAP: o ponto de encontro metabólico
Glicerol como 
fonte de 
ENERGIA
Glicerol como 
fonte de 
GLICOSE
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Glicerol como fonte de glicose
No fígado, a DHAP pode seguir no sentido da gliconeogênese, contribuindo 
para a formação de glicose:
Glicerol → DHAP → glicose
Durante o jejum:
• A queda da insulina e o aumento do glucagon estimulam a lipólise. 
• O tecido adiposo libera ácidos graxos e glicerol. 
• Os ácidos graxos são utilizados por vários tecidos para produzir ATP. 
• O glicerol segue principalmente para o fígado e é convertido em DHAP. 
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De volta a lipólise
Antes da β-
oxidação, o ácido 
graxo precisa:
• Ser ativado, 
ligando-se à 
coenzima A; 
• Ser transportado 
para a matriz 
mitocondrial, por 
meio da 
carnitina.
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O ácido graxo livre não consegue 
participar diretamente da β-
oxidação. Primeiro, ele precisa 
ser ligado à coenzima A (CoA), 
formando um acil-CoA graxo.
Enzima: acil-CoA sintetase, 
também chamada tiocinase.
Essa reação ocorre 
principalmente na face citosólica
da membrana mitocondrial 
externa.
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A membrana interna da 
mitocôndria é impermeável ao
acil-CoA. 
• A carnitina-acil-transferase I 
une o grupo acila à carnitina; 
• A acil-carnitina atravessa a 
membrana; 
• A carnitina-acil-transferase II 
regenera o acil-coa na matriz; 
• A carnitina retorna ao espaço
intermembranoso.
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Ácidos Graxos com número ímpar de carbonos
Diferença na Última Volta
Quando o acil-CoA chega a 5 
carbonos, produz 1 acetil-CoA + 1 
propionil-CoA (3C), em vez de 2 
acetil-CoA.
O propionil-CoA é convertido a 
succinil-CoA com gasto de 1 ATP, 
entrando no ciclo do ácido cítrico.
O succinil-CoA formado pode:
• Entrar no ciclo de Krebs; 
• Contribuir para a produção de 
energia; 
• Participar indiretamente da 
formação de glicose pela 
gliconeogênese.
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β-Oxidação – Ciclo de Lynen
A β-oxidação é a via responsável pela degradação dos ácidos graxos.
Nas células humanas, ocorre principalmente na matriz mitocondrial. A cada 
volta do ciclo, o ácido graxo perde dois carbonos, liberados na forma de acetil-
CoA. Cada volta também produz NADH e FADH₂, que fornecem elétrons para a 
cadeia respiratória e contribuem para a produção de ATP.
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β-Oxidação
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Primeira Oxidação
A enzima acil-CoA desidrogenase remove hidrogênios dos 
carbonos alfa e beta do acil-CoA.
Forma-se uma ligação dupla entre esses carbonos, originando o 
trans-enoil-CoA.
Nessa reação, o FAD recebe os elétrons e é reduzido a FADH₂.
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Hidratação
Na matriz mitocondrial, a enzima enoil-CoA hidratase adiciona 
uma molécula de água à ligação dupla formada na etapa 
anterior.
O hidrogênio liga-se ao carbono alfa e o grupo hidroxila liga-se 
ao carbono beta, formando o β-hidroxiacil-CoA.
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Segunda Oxidação
A enzima β-hidroxiacil-CoA desidrogenase oxida o grupo 
hidroxilapresente no carbono beta, transformando-o em 
um grupo carbonila.
O NAD⁺ recebe os elétrons e é reduzido a NADH.
O produto formado é o β-cetoacil-CoA.
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Clivagem
A enzima tiolase rompe a ligação entre os carbonos alfa e beta.
Essa reação libera uma molécula de acetil-CoA e forma um novo 
acil-CoA com dois carbonos a menos.
O acetil-CoA pode entrar no ciclo de Krebs, enquanto o acil-CoA
encurtado inicia outra volta da β-oxidação.
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Imagem criada por Gemini IA
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Balanço Energético da β-Oxidação
Ácido Palmítico (C16:0)
Ativação: Consome o equivalente 
energético a 2 ATP.
7 ciclos de β-oxidação geram:
• 8 moléculas de acetil-CoA
• 7 FADH2 → 10,5 ATP
• 7 NADH → 17,5 ATP
8 acetil-CoA no ciclo de Krebs → 80 ATP
Total líquido: 106 ATP por molécula
Os lipídios fornecem aprox. 9 
kcal/gr e os carboidratos 4 kcal/gr. 
Os triglicerídeos armazenados no 
tecido adiposo constituem uma 
reserva energética concentrada, 
especialmente importante durante 
o jejum e o exercício prolongado.
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Degradação de 
Proteínas
Diferentemente dos carboidratos e 
lipídios, o organismo não possui um 
estoque específico de proteínas. Por 
isso, quando transformados em energia, 
eles vêm da alimentação ou da 
degradação de proteínas celulares, 
especialmente durante jejum 
prolongado.
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Visão Geral do Catabolismo Proteico
Imagem criada por IA
O catabolismo de proteínas ocorre em quatro grandes etapas, cada uma
com funções específicas e localização celular bem definida.
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Quebra das Proteínas em Aminoácidos
Sistema Ubiquitina - Proteassoma
Degrada proteínas danificadas, 
malformadas e de vida curta. A 
ubiquitina funciona como uma 
etiqueta molecular de descarte. O 
proteassoma corta a proteína 
marcada em pequenos peptídeos e 
aminoácidos. Consome ATP.
Fonte da imagem: https://www.rcsb.org/structure/6MSD
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Sistema Lisossomal
Degrada proteínas extracelulares, de 
membrana e organelas envelhecidas. 
Na autofagia, estruturas da própria 
célula são envolvidas por uma 
vesícula e entregues ao lisossomo, 
onde enzimas digestivas realizam a 
degradação.
Quebra das Proteínas em Aminoácidos
Fonte da imagem: https://embrionhands.uff.br/2014/07/07/lisossomos/
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Imagem criada por IA
Para que o esqueleto
de carbono dos 
aminoácidos entre nas
vias energéticas, o 
grupo amino (que
contém nitrogênio) 
precisa ser removido. 
A transaminação é a 
principal via para isso.
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Imagem criada por IA
O grupo amino é 
transferido do 
aminoácido para o α-
cetoglutarato, 
gerando glutamato e 
o α-cetoácido
correspondente, que
é o esqueleto de 
carbono do 
aminoácido original.
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Imagem criada por IA
As principais enzimas 
são a ALT (alanina 
aminotransferase) e a
AST (aspartato 
aminotransferase). 
Ambas utilizam a 
vitamina B6 (piridoxal 
fosfato) como cofator 
essencial. Seus níveis 
séricos são marcadores 
clínicos de dano 
hepático.
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O glutamato atua como coletor central dos grupos amino removidos de 
diferentes aminoácidos. Ele transporta esse nitrogênio até a mitocôndria, 
principalmente no fígado, onde ocorre a desaminação oxidativa.
Produção de Amônio
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Glutamato
Recebe grupos amino via 
transaminação de 
múltiplos aminoácidos
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Glutamato
Desidrogenase
Enzima mitocondrial
catalisa a oxidação do 
glutamato no fígado
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α-cetoglutarato + NH₄⁺
O α-cetoglutarato é 
reciclado; o amônio
(NH₄⁺) precisa ser 
eliminado
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Imagem criada por IA
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Os aminoácidos são classificados de acordo com o tipo de intermediário que 
seus esqueletos de carbono geram, e essa classificação define se eles podem 
ou não contribuir para a síntese de glicose.
Aminoácidos Glicogênicos
Formam piruvato ou intermediários do ciclo de Krebs (oxaloacetato, 
α-cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato). Podem contribuir para a 
gliconeogênese e, portanto, para a manutenção da glicemia. A maioria 
dos aminoácidos é glicogênica.
Aminoácidos Glicogênicos e Cetogênicos
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Aminoácidos Glicogênicos e Cetogênicos
Aminoácidos Cetogênicos
Formam acetil-CoA ou acetoacetato. Podem originar corpos cetônicos, mas 
não produzem glicose líquida. Apenas leucina e lisina são exclusivamente
cetogênicos.
Aminoácidos Mistos
Alguns aminoácidos são simultaneamente glicogênicos e cetogênicos, pois 
seus esqueletos de carbono geram tanto intermediários do ciclo de Krebs 
quanto acetil-CoA ou acetoacetato. Ex.: isoleucina, fenilalanina, tirosina, 
triptofano e treonina.
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Resumo: Catabolismo de Proteínas
Quebra em Aminoácidos
Proteassoma (ubiquitina-dependente, 
consome ATP) e lisossomos (autofagia) 
degradam proteínas em aminoácidos livres.
Remoção do Grupo Amino
Transaminação (aminotransferases + 
vitamina B6) transfere o nitrogênio para o 
glutamato. Desaminação oxidativa libera 
NH₄⁺ na mitocôndria hepá ca.
Eliminação do Nitrogênio
O ciclo da ureia, no fígado, converte a tóxica 
amônia em ureia, excretada pelos rins. 
Transporte seguro via glutamina e alanina.
Destino do Esqueleto de Carbono
Entra no ciclo de Krebs, gliconeogênese ou 
cetogênese. Aminoácidos glicogênicos 
alimentam a glicose; cetogênicos formam 
corpos cetônicos.
Dominar o catabolismo de proteínas é fundamental para compreender distúrbios como 
hiperamonemia, aminoacidopatias e o manejo clínico de doenças hepáticas e renais.
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Síntese da Aula
Lipídios
Triglicerídeos → glicerol + ácidos graxos. O glicerol pode participar da 
glicólise ou da gliconeogênese, enquanto os ácidos graxos sofrem β-oxidação. 
A oxidação completa do palmitato produz aproximadamente 106 ATP.
Proteínas
Proteínas → aminoácidos → remoção do grupo amino + aproveitamento do 
esqueleto de carbono. O nitrogênio é eliminado principalmente como ureia.
Integração Metabólica
Os produtos dessas vias podem entrar na glicólise, no ciclo de Krebs, na 
gliconeogênese ou na formação de corpos cetônicos.
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Bons estudos!
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